Javascript är avstängt eller blockerat i din webbläsare. Detta kan leda till att vissa delar av vår webbplats inte fungerar som de ska. Sätt på javascript för optimal funktionalitet och utseende.

Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Jakten på världens bästa solcell

Närbild på någon som håller en solcell.
Den tunna, semitransparenta filmen med nanor­ör är oerhört flexibel. Här fotograferad av forskaren Yang Chen.

Att kunna fånga en så stor del av solljusets spektrum som det går – med så lite material som möjligt. Fysikprofessorn Magnus Borgström ägnar sig åt att hitta effektivare sätt att ta vara på solens energi.

Idag kan de vanliga solcellerna på marknaden omvandla ungefär 15–20 procent av sol­energin till ström som vi kan använda. Vanligaste materialet är kisel.

– De bästa solcellerna du kan köpa ligger på 22–23 procent. Och då behöver du ha pengar i plånboken, säger Magnus Borgström, professor i fasta tillståndets fysik och forskningsledare på strategiska forskningsområdet NanoLund.

Vi använder mer och mer el

Han konstaterar att det inte finns några som helst tendenser till att mänskligheten kommer att behöva mindre el.

– Vi använder tvärtom mer och mer. Med ökade skatter på fossila bränslen tittar många på elbilar – som är monster när det handlar om att dra energi.

Hur lång tid det tar innan vi kan köpa solceller med högre verkningsgrad än dagens beror på hur snabbt forskningen hittar fram till nya lösningar som fungerar både teoretiskt och praktiskt.

– Vill du göra den bästa solcellen i världen, så ska du se till att du kombinerar materialen på ett sätt som tar upp så många olika delar som möjligt av solljusets spektrum.

Magnus Borgström och hans grupp arbetar med nanotrådsbaserade solceller.

Varför nanotrådar?

– Nanotrådsbaserade solceller är byggda på ett sätt som liknar antenner. De har förmågan att suga in vågor som passerar även om vågen inte träffar ytan direkt, utan den kan komma in lite från sidan.

Nanotrådarna heter som de gör eftersom de bara är ett par hundra nanometer tjocka (det vill säga några tusendelar av ett hårstrå) och några mikrometer långa. Man får fram dem i laboratoriet genom att under välkontrollerade former låta bestämda atomer tillsammans bilda kristaller och växa till trådar.

Materialen i nanotrådarna som Magnus Borgströms grupp arbetar med kostar i runda slängar lite mer än silver. Men tack vare att de arbetar i nanoskalan, kommer forskarna runt den detaljen.

– Vi har sett att med våra material räcker det att använda ett halvt gram per kvadratmeter – det vill säga nästan ingenting. Då kan du ta relativt dyra material, men ändå göra en billig solcell av det eftersom du använder så lite; den optiska responsen är så stark.

– Fördelarna med trådarna är, att om du river av dem från substratet ungefär som när man tar bort hår med hjälp av vax kan solcellerna bli ultraflexibla och leda till att substratet som används för syntes kan återanvändas. Filmen som används för att riva av trådarna kan göras likt ett gummiband, som kan dras ut men också tryckas ihop. En idé är att sätta sådana flexibla solceller på fönster istället för persienner med kontrollerbar genomskinlighet.

Verkningsgrad på 47 procent

Internationellt har forskningen kommit fram till en verkningsgrad på 47 procent.

– Det är lätt att rita modeller, men när man sedan ska visa det experimentellt, är det många andra saker som spelar in. Man brukar ju säga att vissa har gröna fingrar – de är bättre än andra på att odla växter. Även i labbet är det väldigt tydligt att en del är bättre på att experimentera än andra.

Magnus Borgström ser sig i första hand som experimentalist, men han har alltid uppskattat det nära samarbetet med teoretiker. Numera är han dock inte så mycket i labbet.

– Det blir mest kontorsarbete.

Kiselplattorna kommer nog även fortsättningsvis att dominera solcellsbranschen. Men, tror Magnus Borgström, att belägga små ytor med solceller som har riktigt hög verkningsgrad skulle kunna ge dekorativa element:

– Du behöver kanske en ljusdiod på din jacka som visar ditt namn?

Eller kanske en inbyggd laddstation för mobiltelefonen?

– Nja, där är vi inte ännu. Säg att man skulle ha en solcell som täckte en yta av tjugo kvadratcentimeter. Då får du med dagens verkningsgrad ut kring en halv watt. Det innebär att det skulle ta närmare fyrtio timmar att ladda upp ett mobiltelefonbatteri. Kanske lite lång tid.

 
Magnus Borgström bland solcellerna på Kemicentrums tak. Foto: Kennet Ruona

Om LUM

Lunds universitets magasin LUM utkom första gången 1968.
Den tryckta tidningen utkommer idag med 6 nummer per år och når samtliga anställda och nästan lika många utanför universitetet.
Jenny Loftrup är redaktör och Caroline Runéus ansvarig utgivare. 

Kontakta LUM:s redaktion

Intresserad av forskning och samhälle?
Prenumerera på Apropå!

I nyhetsbrevet Apropå varvas senaste nytt från Lunds universitet med kommentarer till aktuella samhällshändelser från några av våra 5000 forskare.